iec 60848 ed. 2 specification language grafcet for ...courtd2.free.fr/pdf/cei 60848.pdf ·...

3B/256/CDCOMMITTEE DRAFT(CD)

PROJET DE COMITÉ (CD)Project numberNuméro de projet IEC 60848 Ed. 2

IEC/TC or SC:CEI/CE ou SC:3B

Date of circulationDate de diffusion1999-02-28

Closing date for commentsDate de clôture des observations1999-05-31

Titre:

Documentation

Title:

DocumentationSecretary:Secrétaire:Mr. Per-Åke Svensson (Sweden)Also of interest to the following committeesIntéresse également les comités suivantsTC65

Supersedes documentRemplace le document3B/215/CD, 3B/241/CC

Horizontal functions concernedFonctions horizontales concernées

SafetySécurité

EMCCEM

EnvironmentEnvironnement

Quality assuranceAssurance qualité

CE DOCUMENT EST TOUJOURS À L'ÉTUDE ET SUSCEPTIBLE DE

MODIFICATION. IL NE PEUT SERVIR DE RÉFÉRENCE.

LES RÉCIPIENDAIRES DU PRÉSENT DOCUMENT SONT INVITÉS À

PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, LA NOTIFICATION DES

DROITS DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT

CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.

THIS DOCUMENT IS STILL UNDER STUDY AND SUBJECT TO CHANGE. IT

SHOULD NOT BE USED FOR REFERENCE PURPOSES.

RECIPIENTS OF THIS DOCUMENT ARE INVITED TO SUBMIT, WITH THEIR

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WHICH THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPORTING

DOCUMENTATION.

Titre :

CEI 60848 Ed. 2Langage de spécification GRAFCETpour diagrammes fonctionnels enséquence

Title :

IEC 60848 Ed. 2Specification language GRAFCET forsequential function charts

Note d'introduction

Ce document est préparé par le groupe de travail3B/WG14. C'est le 2ème CD.

Les comités nationaux devraient particulièrementnoter la distinction maintenant faite entre lelangage de specification, appelé GRAFCET(avec les majuscules), la sorte de document quiutilise ceci, appelée le diagramme grafcet (quiest seulement un type de diagramme fonctionnel)et réalisations possibles du langage pourprogrammer, par exemple, SFC (diagrammeséquentiel de fonction) comme décrit dans le CEI61131-3.

Introductory note

This document was prepared by working group3B/WG14. It is the 2nd CD.

National Committees should especially take noteof the now made distinction between thespecification language, called GRAFCET (withcapital letters), the document kind that makesuse of this, called grafcet chart (which is onlyone type of function chart) and possibleimplementations of the language forprogramming, e.g, SFC (Sequential FunctionChart) as described in IEC 61131-3.

3B/256/CD – 2 – Projet de comité CEI 60848 Ed. 2

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________

Langage de spécification GRAFCET pour diagrammes fonctionnels enséquence

AVANT-PROPOS

1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composéede l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet defavoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines del'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par lesujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, enliaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'OrganisationInternationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.

2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesuredu possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéresséssont représentés dans chaque comité d’études.

3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiéscomme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.

4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer defaçon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normesnationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionalecorrespondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.

5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilitén’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.

6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent fairel’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pourresponsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.

La Norme internationale CEI 60848 a été établie par le sous-comité 3B: documentation, ducomité d'études 3 de la CEI:documentation et symboles graphiques.

Ce document a été préparé par le groupe de travail SC3B/WG14 à partir du document3B/215/CD en tenant compte des remarques des comités nationaux (document 3B/241/CC).

Bien que le langage GRAFCET, décrit par cette norme, ait servi de base au langage SFC de lanorme CEI 61131-3, la syntaxe et la sémantique définies par chacune des deux normes sontnéanmoins distinctes en raison de leurs différents domaines d’application.

Cette édition annule et remplace l’édition parue en 1988, dont elle constitue une révisiontechnique.

Le texte de cette norme est issu des documents suivants:

FDIS Rapport de vote

XX/XX/FDIS XX/XX/RVD

Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayantabouti à l'approbation de cette norme.

Les annexes A et B sont données à titre d’information


SOMMAIRE

Introduction ................................................................................................................... ....... 6

1 Domaine d’application et objet.......................................................................................... 8

2 Références normatives ...................................................................................................... 8

3 Termes et définitions........................................................................................................ . 8

3.1 système......................................................................................................................... 83.2 diagramme .................................................................................................................. 103.3 * diagramme grafcet .................................................................................................... 103.4 * situation .................................................................................................................... 103.5 * étape ........................................................................................................................ 103.6 * transition ................................................................................................................... 103.7 * liaison orientée.......................................................................................................... 103.8 * réceptivité ................................................................................................................. 103.9 * action........................................................................................................................ 103.10 * événement d’entrée ................................................................................................. 103.11 * événement interne................................................................................................... 123.12 * évolution fugace ...................................................................................................... 12

4 Principes généraux .......................................................................................................... 1 2

4.1 Contexte...................................................................................................................... 124.2 Le GRAFCET , un langage de spécification comportementale ...................................... 144.3 GRAFCET, présentation sommaire .............................................................................. 144.4 Règle de syntaxe ......................................................................................................... 184.5 Règles d'évolution ....................................................................................................... 184.6 Evénements d’entrée ................................................................................................... 204.7 Evénements internes ................................................................................................... 204.8 Modes de valuation des sorties .................................................................................... 224.9 Possibilité d’évolution fugace ....................................................................................... 244.10 Comparaison entre les deux modes de valuation des sorties ...................................... 28

5 Représentation grahique des éléments .......................................................................... 30

6 Représentation graphique des structures de séquences ............................................... 58

6.1 Structures de base ...................................................................................................... 586.2 Structures particulières ................................................................................................ 64

7 Structuration ................................................................................................................ .... 68

7.1 Partition d’un grafcet.................................................................................................... 687.2 Structuration par forçage de situation d'un grafcet partiel ............................................. 727.3 Structuration par encapsulation.................................................................................... 747.4 Structuration par macro-étapes.................................................................................... 80

Annexe A - Exemple de commande d’une presse .............................................................. 82

Annexe B - Exemple : Doseur malaxeur automatique ....................................................... 84


Introduction

La principale raison de la révision de la première édition de la norme est la volonté desutilisateurs d'enrichir l'outil de spécification normalisé par de nouveaux concepts, permettantune description structurée et hiérarchisée.

Par ailleurs, il apparaît maintenant nécessaire d’ajouter aux aspects descriptifs et fonctionnelsde la première édition les aspects formels et comportementaux essentiels à la définition d’unvéritable langage de spécification.

Tout ceci rend nécessaire une révision globale de la norme.


Langage de spécification GRAFCET pour diagrammes fonctionnels enséquence

1 Domaine d’application et objet

Cette norme définit un langage de spécification graphique pour la description fonctionnelle ducomportement de la partie séquentielle des systèmes de commande. Ce langage despécification est appellé GRAFCET1.

Cette norme inclut les symboles et les règles nécessaires à la représentation, ainsi quel'interprétation qui en est faite.

Cette norme a été établie pour les systèmes automatisés de production des applicationsindustrielles, mais comme la façon de décrire les fonctions de commande est applicable à tousystème, aucun champ d'application n'est catégoriquement exclu.

Cette norme est destinée principalement aux utilisateurs (concepteurs, réalisateurs, agents demaintenance,...) qui ont besoin de spécifier le comportement d’un système (commande d’unemachine automatique, composant de sûreté, ...). Ce langage de spécification peut égalementservir de moyen de communication entre les concepteurs et les utilisateurs de systèmesautomatisés.

La réalisation d’une spécification exprimée en GRAFCET ne fait pas partie du domained’application de cette norme, pour cela plusieurs voies sont possibles : par exemple, la normeCEI 61131-3 définit un ensemble de langages de programmation destinés aux automatesprogrammables, parmi lesquels le « SFC » est spécialement destiné à cet usage.

1 : GRAFCET, GRAphe Fonctionnel de Commande Etape Transition.

2 Références normatives

Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référencequi y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente norme internationale. Aumoment de sa publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatifest sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente normeinternationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentesdes documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent leregistre des normes internationales en vigueur.

CEI 60050-351 : 1998, Vocabulaire Electrotechnique International - Chapitre 351 : Commandeet régulation automatique.

CEI 60617-7 : 1996, Symboles graphiques pour schémas - Partie 7 : Appareillage et dispositifsde commande et de protection.

CEI 60617-12 : 1997, Symboles graphiques pour schémas - Partie 12 : Opérateurs logiquesbinaires.

3 Termes et définitions

Les définitions des termes précédés d’un astérisque ne s’appliquent que dans le contexte dulangage de spécification GRAFCET.

3.1 système

ensemble d'éléments reliés entre eux, considérés dans un contexte défini comme un tout et


séparés de leur environnement

NOTE 1 -Les éléments du système peuvent être à la fois des objets matériels ou des concepts aussi bienque les résultats de ceux-ci (par ex. formes d'organisation, méthodes mathématiques, langages de programmation).

NOTE 2 - Le système est considéré comme séparé de l’environnement et des autres systèmes extérieurs par unesurface imaginaire qui coupe les liaisons entre eux et le système.

[VEI 60050-351-11-01]

3.2 diagramme

représentation graphique décrivant le comportement d’un système, par exemple les relationsentre deux ou plus de deux grandeurs variables, actions ou états

3.3 * diagramme grafcet

diagramme fonctionnel utilisant le langage GRAFCET

NOTE - le terme « diagramme grafcet » est remplacé dans la pratique par le raccourci : « grafcet ».

3.4 * situation

désignation dans un grafcet de l'état, au sens des «automates d’états finis», du systèmespécifié par GRAFCET

3.5 * étape

élément du langage GRAFCET utilisé pour définir la situation de la partie séquentielle d’unsystème

NOTE 1 - Une étape est soit active soit inactive.

NOTE 2 - L’ensemble des étapes actives représente la situation du système.

3.6 * transition

élément du langage GRAFCET, une transition indique la possibilité d'évolution d'activité entreplusieurs étapes

NOTE - Cette évolution possible s'accomplit par le franchissement de la transition.

3.7 * liaison orientée

élément du langage GRAFCET, les liaisons orientées indiquent les voies d'évolution en reliantles étapes aux transitions et les transitions aux étapes

3.8 * réceptivité

élément du langage GRAFCET associée à une transition, la réceptivité exprime le résultatd’une expression boléenne

NOTE - Une réceptivité est soit vraie soit fausse.

3.9 * action

élément du langage GRAFCET associée à une étape, l’action indique le comportement d’unevariable de sortie

3.10 * événement d’entrée

événement caractérisé par le changement de valeur d’une ou plusieurs variables d’entrée de lapartie séquentielle du système


3.11 * événement interne

événement caractérisé par un événement d’entrée associé à la situation de la partieséquentielle du système

3.12 * évolution fugace

évolution caractérisée par le franchissement de plusieurs transitions successives suroccurrence d’un unique événement d’entrée

4 Principes généraux

4.1 Contexte

La réalisation des systèmes automatisés requiert, notamment, une description liant les effetsaux causes. Pour cela, on décrira l'aspect logique du comportement souhaité du système.

La partie séquentielle du système désigne l'aspect logique d'un système physique auquel onaccède par des variables d'entrée et des variables de sortie booléennes. Le comportementindique la manière dont les variables de sortie dépendent des variables d'entrée (voir notefigure 1). Le GRAFCET a pour objet de spécifier le comportement de la partie séquentielle dessystèmes.

[C > 6]

fi

SYSTEME

PARTIE SEQUENTIELLE DU SYSTEME

comportement

[C > 6]

(auto . Pv ) + (P/P . Dcy)

0

1P.I.D.

C Test

Sorties nonbooléennes

Entréesbooléennes

Entrées nonbooléennes

mr fr

frhg

mr

hg

fr

Dcy

P/P

auto

fi

Sortiesbooléennes

Figure 1- Représentation graphique de la partie séquentielle d’un système

NOTE : La partie séquentielle du système est caractérisée par ses variables d'entrée, ses variables de sortie, etson comportement. Cette partie séquentielle ne comporte que des variables d'entrées et de sorties booléennes,toutefois le langage de spécification GRAFCET permet par extension (exemple : évaluation d'un prédicat ouaffectation d'une valeur numérique à une variable) de décrire le comportement de variables non booléennes.


4.2 Le GRAFCET , un langage de spécification comportementale

Le langage de spécification GRAFCET permet d'établir un grafcet exprimant le comportementattendu de la partie séquentielle d’un système déterminé. Cet outil se caractériseprincipalement par ses éléments graphiques qui, associés à une expression alphanumériquedes variables, offre une représentation synthétique du comportement reposant sur unedescription indirecte de la situation du système.

La description du comportement sous forme d’états est la suivante : Les états,« monomarqués », correspondent aux situations du GRAFCET, ce qui implique qu'une seulesituation puisse être active à un instant donné. Les états sont reliés les uns aux autres par desarcs assortis d'une condition d'évolution, ce qui permet de décrire le passage d'une situation àune autre.

Pour des raisons de commodité la description du comportement sous forme d'états estavantageusement remplacée par une description sous forme d'étapes appelée GRAFCET.Dans le GRAFCET plusieurs étapes peuvent être actives simultanément, la situation activeétant alors caractérisée par l'ensemble des étapes actives à l'instant considéré. Les conditionsd'évolution d'un ensemble d'étapes vers un autre sont alors portées par une ou plusieurstransitions, caractérisées chacune par :

• ses étapes amont,

• ses étapes aval,

• sa réceptivité associée.

NOTE - La règle de syntaxe imposant l'alternance étape-transition résulte de ce qui précède.

4.3 GRAFCET, présentation sommaire

Le GRAFCET est utile pour concevoir des grafcets donnant une représentation graphique etsynthétique du comportement des systèmes. La représentation (figure 2 page 16) distingue :

• la structure, qui permet de décrire les évolutions possibles entre les situations,

• l'interprétation, qui fait la relation entre les variables d'entrées, la structure, et lesvariables de sorties (des règles d'évolution, d'assignation, et d'affectation sontnécessaires pour réaliser cette interprétation).

4.3.1 La structure est constituée des éléments de base suivants :

• Étape (Définition : 3.5, Symbole 1). Une étape est soit active, soit inactive, l'ensembledes étapes actives d'un grafcet à un instant donné représente la situation de ce grafcetà l'instant considéré.

• Transition (Définition : 3.6, Symbole 16). Une transition indique la possibilité d'évolutiond'activité entre plusieurs étapes. Cette évolution s'accomplit par le franchissement de latransition.

• Liaison orientée (Définition : 3.7, Symbole 13). Une liaison orientée relie soit une ouplusieurs étapes à une transition, soit une transition à une ou plusieurs étapes.

4.3.2 L'interprétation se fait grâce aux éléments suivants :

• Réceptivité (Définition : 3.8, Symbole 19). Associée à chaque transition, la réceptivitéest une condition logique qui est soit vraie, soit fausse, et qui est composée devariables d'entrées et/ou de variables internes.

• Action (Définition : 3.9). L'action indique, dans un rectangle, comment agir sur lavariable de sortie, soit par assignation (action continue, Symbole 7) soit par affectation(action mémorisée, Symbole 26).


1

Marche

PARTIESEQUENTIELLEDU SYSTEME

STRUCTURE INTERPRETATION

PositionHaute

PositionHaute

Marche ET PositionHaute

2

DescenteRapide

DescenteRapide

RotationBroche

RotationBroche

(4)

(3)

(2)

(1)

FinA pproche

FinA pproche

3

DescenteLente

DescenteLente RotationBroche

PositionBasse

PositionBasse

4

Montée

Montée

Réceptivité associée à latransition 4

Actions continuesassociées aux étapes3 et 4

Transitions 3 et 4

Etapes 1 et 2

Variables desortiebooléennes

Variablesd’entréebooléennes

Liaisonsorientées

Variables d’entréesformant la réceptivité avecl’opérateur logique « ET »

Variables de sortiesassignées dans les actionsassociées à l’étape 2

Figure 2 - Éléments de structure et d'interprétation utilisés dans un grafcet pour décrire lecomportement de la partie séquentielle d’un système défini par ses variables d'entrées et de

sorties.


4.4 Règle de syntaxe

L'alternance étape-transition et transition-étape doit toujours être respectée quelle que soit laséquence parcourue.

Conséquences :

• Deux étapes ou deux transitions ne doivent jamais être reliées par une liaison orientée.

• La liaison orientée relie obligatoirement une étape à une transition ou une transition à uneétape.

4.5 Règles d'évolution

Sachant que toute situation active est caractérisée par l'ensemble des étapes actives àl'instant considéré, les règles d'évolution du GRAFCET ne sont que l'application, sur lesétapes, du principe d'évolution entre les situations de la partie séquentielle du sytème.

4.5.1 Situation initiale

La situation initiale est une situation active à l'instant initial, elle est donc décrite par l'ensembledes étapes actives à cet instant. Le choix de la situation à l'instant initial repose sur desconsidérations méthodologiques et relatives à la nature de la partie séquentielle du systèmevisé.

Règle 1 : La situation initiale, choisie par le concepteur, est la situation active à l'instant initial.

4.5.2 Franchissement d'une transition

Règle 2 : Une transition est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentesreliées à cette transition sont actives. Le franchissement d'une transition se produit :

• lorsque la transition est VALIDÉE,

• ET QUE la réceptivité associée à cette transition est VRAIE.

4.5.3 Évolution des étapes actives

Règle 3 : Le franchissement d'une transition entraîne simultanément l'activation de toutes lesétapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatementprécédentes.

4.5.4 Évolutions simultanées

L'évolution entre deux situations actives implique qu'aucune situation intermédiaire ne soitpossible, on passe donc instantanément d'une représentation de la situation par un ensembled'étapes à une autre représentation.

Règle 4 : Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.

4.5.5 Activation et désactivation simultanées d'une étape

Si une même étape participe à la description de la situation précédente et à celle de lasituation suivante, elle ne peut, en conséquence, que rester active.

Règle 5 : Si, au cours du fonctionnement, une étape active est simultanément activée etdésactivée, alors elle reste active.


4.6 Evénements d’entrée

Les règles d'évolution montrent que seul un changement des valeurs des variables d'entrée estsusceptible de provoquer l'évolution d'un grafcet. Ce changement, appelé "événementd'entrée" doit être défini par la valeur antérieure et la valeur postérieure de toutes lesvariables d'entrées pour caractériser cet événement unique. Dans la pratique, on ne spécifieque des ensembles d'événements d'entrée caractérisés par le changement d'état (frontmontant ou front descendant) d'une ou plusieurs variables booléennes d'entrée.

Note - Le front montant d'une variable logique, qui se note par le signe « ↑ » devant une variable booléenne,indique que ce front montant n'est vrai qu'au passage de la valeur 0 à la valeur 1 de la variable concernée. Le frontdescendant d'une variable logique, qui se note par le signe « ↓ » devant une variable booléenne, indique que cefront descendant n'est vrai qu'au passage de la valeur 1 à la valeur 0 de la variable concernée.

On dit que « l'événement se produit » à la date du changement d'état des variables d'entréequi le caractérisent.

4.6.1 Spécification des événements d'entrée

La spécification des événements d'entrée se fait par une expression logique d'une ou plusieursvariables caractéristiques, souvent dans une réceptivité et plus rarement en vue de spécifierdirectement un événement interne (voir 4.7).

↑a

EXEMPLE 1 :L’expression « ↑a » décrit l'ensemble de tous les événements d'entrée pourlesquels la valeur antérieure de la variable d'entrée a est 0 et sa valeur postérieureest 1, quelles que soient les valeurs des autres variables d'entrée du système.

a.↑b

EXEMPLE 2 :L’expression « a.↑b » décrit l'ensemble de tous les événements d'entrée pourlesquels la valeur postérieure de la variable d'entrée a est 1, la valeur antérieurede la variable d'entrée b est 0 et sa valeur postérieure est 1, quelles que soient lesvaleurs des autres variables d'entrée du système.

a

EXEMPLE 3 :L’expression « a » décrit l'ensemble de tous les événements d'entrée pour lesquelsla valeur postérieure de la variable d'entrée a est 1, quelles que soient les valeursdes autres variables d'entrée du système.

NOTE - Utilisée dans une réceptivité cette expression peut conduire à une évolution fugace (voir 4.9)

4.7 Evénements internes

Seuls certains événements d’entrée peuvent se produire à partir d’une situation donnée. Laconjonction d’une situation et d’un événement d’entrée pouvant se produire à partir de celle-cis’appelle un événement interne (voir 3.11). Cette notion est principalement utilisée par lespécificateur pour conditionner une affectation de sortie à un ensemble d’événements internes(voir 4.8.2). La description d’un ensemble d’évenements internes se fait par l’un des moyenssuivants.

4.7.1 Evénements internes décrits par l'activation d'une étape

L'activation d'une étape, notée de manière graphique (symbole 29) ou littérale (symbole 33),décrit l'ensemble des événements internes qui ont chacun pour conséquence l'activation decette étape.


4.7.2 Evénements internes décrits par la désactivation d'une étape

La désactivation d'une étape, notée de manière graphique (symbole 30) ou littérale(symbole 34), décrit l'ensemble des événements internes qui ont chacun pour conséquence ladésactivation de cette étape.

4.7.3 Evénements internes décrits par le franchissement d'une transition

Le franchissement d'une transition, notée de manière graphique (symbole 31) ou littérale(symbole 35), décrit l'ensemble des événements internes qui ont chacun pour conséquence lefranchissement de cette transition.

4.8 Modes de valuation des sorties

Les actions permettent d'établir le lien entre l'évolution du grafcet et les sorties. Deux modesde valuation, mode continu ou mode mémorisé, décrivent comment les sorties dépendent del'évolution et des entrées du système.

4.8.1 Mode continu (assignation sur état)

En mode continu c'est l'association d'une action à une étape qui permet d'indiquer qu'unevariable de sortie a la valeur vraie si l'étape est active et si la condition d'assignation estvérifiée. La condition d'assignation est une expression logique de variables d'entrée et/ou devariables d'étape (voir symbole 9). Si l'une des conditions n'est pas remplie et sous réservequ'aucune autre action relative à la même sortie ne satisfasse les conditions, la variable desortie considérée prend la valeur fausse.

On appelle assignation le fait d'imposer la valeur (vraie ou fausse) des variables de sortie.L'ensemble des assignations locales (relatives aux étapes actives à un instant donné) définitl'assignation de toutes les variables de sortie pour cette situation.

Règle d’assignation : Pour une situation donnée, les valeurs des sorties relatives aux actionscontinues sont assignées :

• à la valeur vraie, pour chacune des sorties relatives aux actions associées aux étapesactives et pour lesquelles les conditions d'assignation sont vérifiées,

• à la valeur fausse, pour les autres sorties (qui ne sont pas assignées à la valeur vraie).

4.8.2 Mode mémorisé (affectation sur événement)

En mode mémorisé c'est l'association d'une action à des événements internes qui permetd'indiquer qu'une variable de sortie prend et garde la valeur imposée si l'un de ces événementsse produit. Des représentations explicites sont nécessaires (activation d'étape, désactivationd'étape, franchissement d'une transition, ...) pour décrire l'association des actions auxévénements.

La valeur d'une variable de sortie relative à une action mémorisée reste inchangée tant qu'unnouvel événement spécifié ne la modifie pas.

On appelle affectation le fait de mémoriser, à un instant donné, la mise à une valeurdéterminée d'une variable de sortie.

Règle d'affectation : La valeur d'une sortie, relative à une action mémorisée et associée à unévénement, est affectée à la valeur indiquée si l' événement interne spécifié se produit ; àl'initialisation la valeur de cette sortie est nulle.


4.9 Possibilité d’évolution fugace

L'application des règles d'évolution peut conduire à franchir successivement plusieurstransitions si les réceptivités associées aux transitions postérieures sont déjà vraies lors dufranchissement de la ou des premières transitions considérées. L’évolution correspondante,dite fugace, utilise le chemin parcouru pour indiquer comment on passe d'une situationantérieure à une situation postérieure. (voir 3.12)

4.9.1 Interprétation naïve de l’évolution

L’interprétation naïve de l’évolution désigne la démarche progressive qui permet, suroccurrence d’un événement d’entrée et à partir de la situation antérieure, de déterminer, parapplication successive des règles d’évolution sur chaque transition, la situation postérieure àl’événement considéré. Cette facilité d’interprétation est un artifice autorisant une spécificationindirecte de l'évolution, mais le spécificateur doit prendre garde au fait que le franchissementdes transitions situées sur ce chemin n'implique pas l'activation effective des situationsintermédiaires. Les étapes intermédiaires correspondantes, dites étapes instables, ne sont pasactivées, mais on considère qu’elles ont été "virtuellement" activées et désactivées le long duchemin d'évolution naïve, et de même que les transitions correspondantes ont été"virtuellement" franchies.

(1)

c

b

a

11

12

(3)

13

(2)

(1)

c

b

a

11

12

(3)

13

(2)

EXEMPLE 1 : « Evolution fugace »Situation antérieure : étape 11 active, a=0 , b=1 et c=0.

Interprétation naïve de l’évolution :Le changement de valeur de a provoque le franchissement de latransition (1) et l’activation virtuelle de l’étape 12, la transition (2)est ensuite virtuellement franchie, car b=1, pour aboutir à lasituation postérieure : étape 13 active.

Interprétation vraie de l’évolution :L’occurrence de l’un des événements d’entrée tels que la valeur dea passe de 0 à 1, conduit directement à la situation postérieure :étape 13 active.

(1)

c

b

a

11

12

(3)

13

(2)

(1)

c

b

a

11

12

(3)

13

(2)

EXEMPLE 2 : « Evolution non fugace »Situation antérieure : étape 11 active, a=0 , b=0 et c=0.

Interprétation naïve de l’évolution :Le changement de valeur de a provoque le franchissement de latransition (1) et l’activation de l’étape 12, la transition (2) n’est pasfranchissable car b=0, donc la situation postérieure est : étape 12active.

Interprétation vraie de l’évolution :L’occurrence de l’un des événements d’entrée tels que la valeur dea passe de 0 à 1, conduit directement à la situation postérieure :étape 12 active.


4.9.2 Conséquence d’une évolution fugace sur les assignations

L’assignation d’une valeur de sortie par une action continue associée à une étape, qui àl’occasion d’une évolution fugace est une étape instable, n’est pas effective puisque l’étapen’est pas réellement activée (voir 4.8.1).

(1)

c

b

B

a

11

12

(3)

13

(2)

(1)

c

b

a

11

12

(3)

13

(2)

B

EXEMPLE : « Action continue associée à une étapeinstable »Situation antérieure : étape 11 active, a=0, b=1 et c=0.

L’occurrence de l’un des événements d’entrée tels quela valeur de a passe de 0 à 1, conduit directement à lasituation postérieure : étape 13 active.La situation antérieure (étape 11 active) et la situationpostérieure (étape 13 active) assignent à la valeur 0 lavariable de sortie B. L’étape instable 12 n’étant pasréellement activée l’assignation à la valeur 1 de B n’estpas effective au cours de cette évolution fugace.

4.9.3 Conséquence d’une évolution fugace sur les affectations

L’affectation à une valeur déterminée d’une sortie par une action mémorisée (symbole 26)associée à une étape, qui à l’occasion d’une évolution fugace est une étape instable, esteffective puisque cette affectation est associée aux événements déclenchant cette évolution(voir 4.8.2).

(1)

c

b

B := 1

a

11

12

(3)

13

(2)

(1)

c

b

a

11

12

(3)

13

(2)

B := 1

EXEMPLE 1 : "Action mémorisée associée à l’activationd’une étape instable"Situation antérieure : étape 11 active, a=0, b=1 et c=0.

L’occurrence de l’un des événements d’entrée tels quela valeur de a passe de 0 à 1, conduit directement à lasituation postérieure : étape 13 active.L’affectation de la valeur 1 à la variable de sortie B sefait sur occurrence d’un des événements internes ayantpour conséquence l’activation rélle ou virtuelle del’étape 12.

(1)

c

b

B := 0

a

11

12

(3)

13

(2)

(1)

c

b

a

11

12

(3)

13

(2)

B := 0

EXEMPLE 2 : "Action mémorisée associée à ladésactivation d’une étape instable"Situation antérieure : étape 11 active, a=0, b=1 et c=0.

L’occurrence de l’un des événements d’entrée tels quela valeur de "a" passe de 0 à 1, conduit directement àla situation postérieure : étape 13 active.L’affectation de la valeur 0 à la variable de sortie B sefait sur occurrence d’un des événements internes ayantpour conséquence la désactivation réelle ou virtuelle del’étape 12.


4.10 Comparaison entre les deux modes de valuation des sorties

Le choix du mode de valuation des sorties dépend des habitudes et des méthodologies,toutefois l'attention des spécificateurs est attirée sur les importantes différences entre les deuxmodes.

4.10.1 Détermination de la valeur des sorties

• En mode continu, toutes les sorties sont assignées selon la situation, à la valeur vraie pourles sorties désignées explicitement dans les actions associées aux étapes actives, à lavaleur fausse pour les autres qui sont désignées implicitement par omission (voir règled'assignation, 4.8.1).

• En mode mémorisé, seules les sorties affectées sont modifiées à la valeur indiquée, lesvaleurs des autres sorties mémorisées restent inchangées (voir règle d'affectation, 4.8 2).

4.10.2 Analyse de la valeur des sorties d'un grafcet à un instant déterminé

• En mode continu, la connaissance de la situation et de la valeur des entrées suffit pourdéterminer la valeur des sorties (voir 4.8.1).

• En mode mémorisé, la connaissance de la situation et de la valeur des entrées ne suffitpas, il faut connaitre également les évolutions antérieures pour déterminer la valeur dessorties (voir 4.8.2).

4.10.3 Actions relatives à une évolution fugace

• En mode continu, les actions associées à une étape instable ne sont pas prises encompte car cette étape n'est pas activée (voir 4.8.1).

• En mode mémorisé, les actions associées à des événements correspondants à uneévolution fugace sont prises en compte car les événements déclenchant cette évolution seproduisent (voir 4.8.2).

4.10.4 Conflit éventuel sur la valeur des sorties

• En mode continu, les principes de l'assignation permettent d'éviter tout conflit d'assignationsur une même sortie.

• En mode mémorisé, les principes de l'affectation, ne permettent pas d'éviter les éventuelsconflit d'affectation sur une même sortie. Le spécificateur doit alors s'assurer lui-même quedeux affectations contradictoires ne peuvent pas se produire simultanément.

NOTE 1 : Il est possible d'utiliser les deux modes de valuation de sorties dans une même spécification enGRAFCET, mais une variable est valuée soit par assignation soit par affectation. La spécification d’une affectationsur une variable de sortie (mode mémorisé) exclut cette variable de toute assignation (mode continu).

NOTE 2 : Le chapitre 5 donne les symboles graphiques qui permettent de distinguer les actions continues(représentation par défaut) des actions mémorisées (représentation explicite selon l’ensemble des événementsspécifiés).

NOTE 3 : Dans le cas fréquent d'une spécification du comportement de la Partie Commande, l'usage industrielcourant impose d'employer le mode continu pour toutes les sorties à destination des actionneurs, et le modemémorisé pour décrire des tâches internes de commande. Ces tâches, telles qu'incrémentation d'un compteur, oumodification de la valeur d'un registre numérique, portent sur des variables internes non nécessairementbooléennes. Associées aux actions mémorisées les tâches internes, ainsi que le calcul de prédicat associé auxréceptivités, ne sont pas décrites dans la présente norme, mais sont associées par l'usage à la description logiquedes évolutions du grafcet. Il appartient aux spécificateurs de s'assurer de la cohérence et de la clarté de leursdescriptions.


5 Représentation grahique des éléments

Les éléments du GRAFCET possèdent une représentation symbolique qui permet, en lesassociant correctement, de réaliser des diagrammes fonctionnels clairs et synthétiques.

NOTE 1 - Seule la représentation globale des symboles est imposée, les dimensions et les éléments de détail(épaisseur des traits, police de caractère, etc...) sont laissés libre aux utilisateurs.

NOTE 2 - Les représentations en trait pointillé indiquent le contexte du symbole.

Tableau 1 - Etapes

N° Symbole Description

[1] *

Étape : A un instant donné une étape est soit active, soit inactive. L'ensemble des étapesactives définit la situation du système à l’instant considéré.

NOTE 1 - Le rapport longueur/largeur est arbitraire bien qu'un carré soit recommandé

NOTE 2 - Les étapes sont identifiées par un repère, par exemple alphanumérique. L'astérisqueau centre de la moitié supérieure du symbole général doit être remplacé par le repère attribué àl'étape

EXEMPLE 1 : « Etape 2 »

2

EXEMPLE 2 : « Etape 3 réprésentée dans son état actif »

3

NOTE 3 - Il peut être utile d'indiquer quelles sont les étapes actives à un instant donné enmarquant ces étapes par un point. Ce point n'appartient pas au symbole d'étape et estseulement employé à des fins d'explication.

[2]X* Variable d'étape : L'état actif ou inactif d'une étape peut être représenté respectivement par

les valeurs logiques "1" ou "0" d'une variable booléenne X* dans laquelle l'astérisque * doit

être remplacé par le repère de l'étape considérée.

EXEMPLE : « variable d’étape de l’étape 8 » X8

[3]*

Étape initiale : Cette notation indique que cette étape participe à la situation initiale.

NOTE 1 - Les notes 1 et 2 du symbole (1) sont applicables.

NOTE 2 - Une étape initiale peut-être « instable », voir 4.9.1.

EXEMPLE : « Etape initiale 12 » 12

[4] *

Étape encapsulante : Cette notation indique que cette étape contient d'autres étapes ditesencapsulées.

NOTE 1 - Les notes 1 et 2 du symbole (1) sont applicables.

NOTE 2 - Les propriétés et les exemples d'utilisation de l'étape encapsulante sont présentésau paragraphe 7.3.

[5]*

Étape encapsulante initiale : Cette notation indique que cette étape encapsulante participe àla situation initiale.

NOTE - Une étape encapsulante initiale contient au moins une étape encapsulée initiale.

[6]M*

Macro étape : Représentation unique d'une partie détaillée de grafcet, appelé expansion de lamacro-étape.

NOTE - Les propriétés et les exemples d'utilisation de la macro-étape sont présentésau paragraphe 7.4.


Tableau 2 - Actions continues


[7]Action continue : Une action continue est nécessairement associée à une étape.Plusieurs actions peuvent être associées à une même étape.

NOTE 1 - Le rapport longueur/largeur est arbitraire bien qu'un rectangle de hauteurégale à l'étape soit recommandé.

NOTE 2 - Par défaut d'une symbolisation explicite d'action mémorisée (symboles27 à 30) , le symbole général rectangulaire associé à une étape désigne toujoursune action continue.

[8]*

Libellé d'assignation d'une sortie : Toute action doit posséder un libellé sis dansle rectangle représentant cette action. Le libellé d'une action continue est ladésignation de la variable de sortie assignée à la valeur vraie selon la règled'assignation (voir 4.8.1).

NOTE - L'astérisque doit être remplacé par le libellé désignant la variable desortie.

EXEMPLE 1 : Différentes formes, littérales et symboliques, de libellé d'actionfaisant référence à la sortie dont la valeur vraie doit provoquer l'ouverture de lavanne 2.

4 Ouvrir vanne 2

4 vanne 2

4 YV2

NOTE - L'expression littérale du libellé peut prendre une forme impérative ou uneforme déclarative, seule compte la référence à la sortie.

EXEMPLE 2 : Différentes représentations (1, 2, 3, 4) de l'association de plusieursactions à une même étape..

(1)

(2)

(3) (4)

6 A B C

6 A B C

6 A

B

C

6 A

B

C

NOTE 1 - Les quatre représentations sont strictement équivalentes. Lesreprésentations (2) et (4) peuvent être considérées respectivement comme dessimplifications des représentations (1) et (3).

NOTE 2 - L'ordre dans lequel les actions sont représentées n'implique aucuneséquence entre les actions.


Tableau 2 - Actions continues (suite)


[9]*

Condition d'assignation : Une proposition logique, appelée conditiond'assignation, qui peut être vraie ou fausse, conditionne toute action continue.L'absence de notation signifie que la condition d’assignation est toujours vraie.

NOTE 1 - L'astérisque doit être remplacé par la description de la conditiond'assignation sous forme d'un texte, ou d'une expression booléenne entre desvariables d'entrées et/ou des variables internes.

NOTE 2 - La condition d’assignation ne doit jamais comporter de front de variable,car l’action continue n’est évidemment pas mémorisée, l’assignation surévénement n’ayant aucun sens (voir 4.8.2).

EXEMPLE 1 : La sortie V2 est assignée à la valeur vraie lorsque l'étape 24 estactive et lorsque la condition d'assignation d est vraie. Dans le cas contraire lasortie V2 est assignée à la valeur fausse.

Autrement dit (sous forme d'une équation booléenne) : V2 = X24.d

24d

V2

NOTE - X24 est la variable d'étape reflétant l'activité de l'étape 24.

EXEMPLE 2 : La sortie V2 est assignée à la valeur vraie lorsque l'étape 24 estactive (la condition d’assignation étant toujours vraie). Dans le cas contraire lasortie V2 est assignée à la valeur fausse.

Autrement dit (sous forme d'une équation booléenne) : V2 = X24

24 V2

[10]t1/* /t2

Condition d'assignation dépendante du temps : La notation "t1 / * / t2" indique

que la condition d'assignation n'est vraie qu'après un temps t1 depuis l'occurrencedu front montant (↑* ) de la variable temporisée * et redevient fausse après un

temps t2 depuis l'occurrence du front descendant (↓* ).

NOTE 1 - L'astérisque doit être remplacé par la variable que l'on désire temporiser,par exemple une variable d’étape ou une variable d'entrée.

NOTE 2 - t1 et t2 doivent être remplacés par leur valeur réelle exprimée dansl'unité de temps choisie.

NOTE 3 - La variable temporisée doit rester vraie pendant un temps égal ousupérieur à t1 pour que la condition d’assignation puisse être vraie.

NOTE 4 - Cette notation est celle de l'opérateur à retard défini par la norme CEI60617-12 ( symbole N° 12-40-01).

EXEMPLE : La condition d'assignation est vraie trois secondes après que "a"passe de l'état "0" à l'état "1", elle ne redevient fausse que sept secondes aprèsque "a" passe de l'état "1" à l'état "0".

27

3s/a/7s

B

NOTE - La valeur de la sortie B dépend de l'activité de l'étape 27 et de la valeur dela condition d'assignation (cf.règles d'assignation 4.8.1)


Tableau 2 - Actions continues (suite)


[11]*

t1/X*Action retardée : L'action retardée est une action continue dont la conditiond'assignation n'est vraie qu'après une durée t1 spécifiée depuis l'activation de

l'étape associée * , dans le but de retarder l'assignation à la valeur vraie de lasortie correspondante.

EXEMPLE : La sortie B est assignée à la valeur vraie lorsque 3 secondes se sontécoulées depuis l'activation de l'étape 27.

27

3s/X27

B

NOTE - Si la durée d'activité de l'étape 27 est inférieure à 3 secondes la variablede sortie B n'est pas assignée à la valeur vraie.

[12]*

t1/X*Action limitée dans le temps : L'action limitée dans le temps est une actioncontinue dont la condition d'assignation n'est vraie que pendant une durée t1

spécifiée depuis l'activation de l'étape * à laquelle elle est associée, dans le butde limiter la durée d'assignation à la valeur vraie de la sortie correspondante.

EXEMPLE 1 : La sortie B n'est assignée à la valeur vraie que pendant 6 secondesdepuis l'activation de l'étape 28.

28

6s/X28

B

NOTE - Si la durée d'activité de l'étape 28 est inférieure à 6 secondes la variablede sortie B est assignée à la valeur vraie uniquement pendant la durée d'activitéde l'étape 28.

Représentation équivalente : On peut, pour obtenir une limitation de la duréed'assignation à la valeur vraie de la sortie correspondante, utiliser l'opérateurretard simplifié dans la réceptivité associée à la transition de l'étape aval (voirsymbole 24).

EXEMPLE 2 : Représentation équivalente de l’exemple 1 à l’aide du symbole 24.La sortie B n'est assignée à la valeur vraie que pendant 6 secondes depuisl'activation de l'étape 28.

29

28

6s/X28

B


Tableau 3 - Liaisons orientées


[13]

Liaison orientée : Les voies d'évolution entre les étapes sont indiquées par desliaisons orientées reliant les étapes aux transitions et les transitions aux étapes.

NOTE - Les liaisons orientées sont horizontales ou verticales. Des liaisonsobliques sont toutefois permises dans les cas exceptionnels où elles apportentplus de clarté au diagramme.

Les croisements de liaisons verticales et horizontales sont admis s'il n'existeaucune relation entre ces liaisons. En conséquence, de tels croisements doiventêtre évités lorsque les liaisons correspondent à la même évolution.

EXEMPLE : Les représentations 1 et 2 sont admissibles mais la représentation 2est recommandée pour éviter la confusion entre croisement sans et avec liaison.

57

6362

(2)(1)

61

57

636261

[14]

Liaison orientée de bas en haut : Par convention le sens d'évolution est toujoursdu haut vers le bas. Des flèches doivent être utilisées si cette convention n'est pasrespectée ou si leur présence peut apporter une meilleure compréhension.

[15]

*

Repère de liaison : Lorsqu'une liaison orientée doit être interrompue (par exempledans des dessins complexes ou dans le cas de représentation sur plusieurs pages)le repère de l'étape de destination ainsi que le repère de la page à laquelle elleapparaît doivent être indiqués.

NOTE - L'astérisque doit être remplacé par le repère de liaison.

EXEMPLE : Evolution vers l'étape 83 de la page 13.

Etape 83Page 13

14


Tableau 4 - Transitions


[16]

Transition entre deux étapes : Une transition est représentée par un traitperpendiculaire aux liaisons joignant deux étapes.

NOTE 1 - La transition est validée lorque l'étape amont est active (voir règled’évolution N° 2, § 4.5.2).

NOTE 2 - Il n'y a toujours qu'une seule transition entre deux étapes ( voir 4.4).

NOTE 3 - Il est possible, pour des raisons de représentation graphique, de placerdes transitions sur des segments de liaison horizontaux ( voir annexe B : figure B5,Grafcet partiel G1).

[17]

(* )

Repère de transition : La transition peut comporter un repère, placé généralementà sa gauche, qu'il ne faut pas confondre avec la réceptivité associée à latransition.

NOTE - L'astérisque doit être remplacé par le repère alphanumérique de latransition.

[18]

Synchronisation en amont et/ou aval d'une transition :

Lorsque plusieurs étapes sont reliées à la même transition, les liaisons orientéesd'entrée et/ou de sortie de ces étapes sont regroupées en amont ou en aval par lesymbole de synchronisation représenté par deux traits parallèles horizontaux.

NOTE - La référence du symbole de synchronisation est le N° 9.2.2.5 de l'ISO5807 .

(8)

12

13 23 33

EXEMPLE 1 : Transition d’une étape(12) vers plusieurs (13,23,33).

La transition (8) est validée lorsquel’étape (12) est active.

(6)

12

18 34 45 EXEMPLE 2 : Transition de plusieursétapes (18,34,45) vers une (12).

La transition (6) n'est validée quelorsque toutes les étapes amont sontactives.

(14)

14 28 35

4629 3615

EXEMPLE 3 : Transition de plusieursétapes (14,28,35) vers plusieurs(15,29,36,46).

La transition (14) n'est validée quelorsque toutes les étapes amont sontactives.


Tableau 5 - Réceptivités associées aux transitions


[19]

*

Réceptivité associée à une transition :

Une proposition logique, appelée réceptivité, qui peut être vraie ou fausse, estassociée à chaque transition. S'il existe une variable logique correspondante, elleest égale à 1 quand la réceptivité est vraie et égale à 0 quand la réceptivité estfausse. La proposition logique formant la réceptivité est constituée d'une ouplusieurs variables booléennes (variable d'entrée, variable d'étape, valeur d'unprédicat, …).

NOTE - L'astérisque doit être remplacé par la description de la réceptivité associéeà la transition sous forme d'un texte, d'une expression booléenne, ou à l'aide desymboles graphiques.

Portillon fermé (a) et (pas

de pression ( b ) ou

présence pièce (c) )

12

13

EXEMPLE 1 : Description de laréceptivité par un texte.

a . ( b + c)

12

13

EXEMPLE 2 : Réceptivité décrite parune expression booléenne.

12

13

c

b

a

EXEMPLE 3 : Réceptivité décrite parun schéma à contact normalisé (CEIN° 617-7).

12

13 c

b

a &

1

EXEMPLE 4 : Réceptivité décrite parun logigramme normalisé (CEI N°617-12).


Tableau 5 - Réceptivités associées aux transitions (suite)


[20]

1

Réceptivité toujours vraie :

La notation« 1 » indique que la réceptivité est toujours vraie.

NOTE - Dans ce cas, l'évolution est dite toujours fugace (voir 3.12), le franchissementde la transition n'est conditionné que par l'activité de l'étape amont.

[21]

↑*

Front montant d'une variable logique :

La notation « ↑ » indique que la réceptivité n'est vraie qu'au changement d'état de lavariable * (front montant : passage de la valeur 0 à la valeur 1, voir 4.6 : note 1).

NOTE - Cette notation est générale et s'applique à toute proposition logique, qu'ils'agisse d'une variable élémentaire ou d'une combinaison de plusieurs variablesbooléennes.

↑a

3

4

EXEMPLE 1 : La réceptivité associée à latransition n'est vraie que lorsque a passe del'état 0 à l'état 1.

NOTE - En application de la règle d'évolutionN°2, la transition n'est franchie que sur unfront montant de a postérieur à la validation dela transition par l'activité de l'étape 3.

a + ↑b

3

4

EXEMPLE 2 : La réceptivité associée à latransition n'est vraie que lorsque a est vraie ouque b passe de l'état 0 à l'état 1.

[22] ↓*

Front descendant d'une variable logique :

La notation «↓ » indique que la réceptivité n'est vraie qu'au changement d'état de lavariable * (front descendant : passage de la valeur 1 à la valeur 0, voir 4.6 : note 1).

NOTE - Cette notation est générale et s'applique à toute proposition logique, qu'ils'agisse d'une variable élémentaire ou d'une combinaison de plusieurs variablesbooléennes.

↓(a . b)

3

4

EXEMPLE : La réceptivité associée à latransition n'est vraie que lorsque le produitlogique « a . b » passe de l'état 1 à l'état 0.




[23]

t1/* /t2

Réceptivité dépendante du temps :

La notation « t1 / * / t2 » indique que la réceptivité n'est vraie qu'après un temps t1

depuis l'occurrence du front montant (↑* ) de la variable temporisée et redevient fausseaprès un temps t2 depuis l'occurrence du front descendant (↓* ).

NOTE 1 - L'astérisque doit être remplacé par la variable que l'on désire temporiser, parexemple une variable d'étape ou une variable d'entrée.

NOTE 2 - t1 et t2 doivent être remplacés par leur valeur réelle exprimée dans l'unité detemps choisie.

NOTE 3 - La variable temporisée doit rester vraie pendant un temps égal ou supérieur àt1 pour que la réceptivité puisse être vraie.

NOTE 4 - Cette notation est celle de l'opérateur à retard défini par la norme CEI/IEC617-12 ( symbole N° 12-40-01).

3s / a / 7s

14

15

EXEMPLE 1 : La réceptivité associée à latransition n'est vraie que trois secondesaprès que a passe de l'état 0 à l'état 1, ellene redevient fausse que sept secondesaprès que a passe de l'état 1 à l'état 0.

14

15

a 7s3s

EXEMPLE 2 : Autre représentation possiblede l'exemple précédent.

[24]

t1/ X*

Simplification usuelle du symbole 23 :

L'utilisation la plus courante est la temporisation de variable d'étape avec un temps t2égal à zéro, ainsi la réceptivité devient fausse dès la désactivation de l'étapetemporisée * .

NOTE 1 - L'astérisque doit être remplacé par le repère de l'étape que l'on désiretemporiser.

NOTE 2 - L'étape temporisée doit rester active pendant un temps supérieur ou égal à t1pour que la réceptivité puisse être vraie.

NOTE 3 - Il est possible d'utiliser cette notation lorsque l'étape temporisée n'est pasl'étape amont de la transition.

4s / X27

27

28

EXEMPLE : La réceptivité associée à latransition sera vraie quatre secondes aprèsl'activation de l'étape 27, et sera fausse dufait du franchissement de la transition quidésactive l'étape amont.

Dans ce cas, la durée d'activité de l'étape 27est de quatre secondes.




[25]

[* ]

Valeur booléenne d'un prédicat :

La notation « [* ] » signifie que la valeur booléenne du prédicat constitue la variable deréceptivité. Ainsi lorsque l'assertion * est vérifiée le prédicat vaut 1, dans le cascontraire il vaut 0.

NOTE 1- L'astérisque doit être remplacé par l'assertion que l'on veut tester.

NOTE 2 - La variable booléenne de prédicat peut être associée à d'autres variableslogiques pour constituer une proposition logique de réceptivité.

[C1= 3]

32

33

EXEMPLE 1 : La réceptivité associée à latransition est vraie lorsque l'assertion« C1 = 3 » est vérifiée.

[Valeur courante ducompteur C1 égale à trois]

32

33

EXEMPLE 1Bis : La réceptivité associée àla transition est vraie lorsque la valeurcourante du compteur C1 est égale à lavaleur 3.

Note - La forme de l’assertion n’est pasimposée, par exemple un langage littéralpeut être utilisé.

[t > 8°C] . k

56

57

EXEMPLE 2 : La réceptivité associée à latransition est vraie lorsque l'assertion« t>8°C » est vérifiée et que la variablebooléenne k vaut 1, c'est à dire lorsque latempérature t est supérieure à la valeur8°C et que le niveau haut k est atteint.

b + [R1 ≠ 24]

64

65

EXEMPLE 3 : La réceptivité associée à latransition est vraie lorsque la variablebooléenne b vaut 1 ou que l'assertion « R1 ≠ 24 » est vérifiée , c'est à dire lorsque labillette est en place b, ou que le registreR1 n'a pas encore atteint la valeur 24.


Tableau 6 - Actions mémorisées

Une action mémorisée possède un libellé (symbole 26) qui décrit comment la variable de sortieest affectée à une valeur déterminée selon la règle d'affectation (voir 4.8.2).

La spécification des événements associés aux actions mémorisées est nécessaire pourindiquer quand l'affectation des sorties correspondantes se produit (voir règle d'affectation4.8.2). Quatre moyens de description (symboles 27 à 30) permettent de spécifiercommodément différents ensembles d'événements internes associés à des actionsmémorisées.


[26]* := #

Affectation de la valeur # à une variable * :

Le libellé indique, dans une action mémorisée, la mise à la valeur # d'une

variable * , lorsque un des événements associés à l'action se produit (voir règled'affectation 4.8.2).

NOTE 1- L'action mémorisée supportant cette affectation doit obligatoirement êtreassociée à la description d' événements internes (symboles 27 à 30).

NOTE 2 - L'affectation peut être décrite de manière littérale à l'intérieur durectangle d'action.

A := 1EXEMPLE 1 : Mise à la valeur vraie d'une variablebooléenne A.

Le libellé « A := 1» permet de décrire l'affectation dela valeur 1 à une variable booléenne A lorsque l'undes événements associés à l'action se produit.

b := 0EXEMPLE 2 : Mise à la valeur fausse d'une variablebooléenne b.

Le libellé « b := 0» permet de décrire l'affectation dela valeur 0 à une variable booléenne b lorsque l'undes événements associés à l'action se produit.

C := C+1EXEMPLE 3 : Incrémentation d’un compteur

Le libellé «C := C+1» permet de décrire l'affectationde la valeur C+1 à une variable numérique Clorsque l'un des événements associés à l'action seproduit.

[27]

Action à l'activation :

Une action à l'activation est une action mémorisée associée à l’ensemble desévénements internes qui ont chacun pour conséquence l’activation de l’étape liée àcette action.

NOTE - La représentation traditionnelle de l'action par un rectangle est complétée,au côté gauche, d'une flèche symbolisant l'activation de l'étape.

37 B := 0

EXEMPLE : La variable booléenne B est affectée àla valeur 0 lorsque l'un des événements, conduisantà l'activation de l'étape 37, se produit.


Tableau 6 - Actions mémorisées (suite)


[28]

Action à la désactivation :

Une action à la désactivation est une action mémorisée associée à l’ensemble desévénements internes qui ont chacun pour conséquence la désactivation de l’étapeliée à cette action.

NOTE - La représentation traditionnelle de l'action par un rectangle est complétée,au côté gauche, d'une flèche symbolisant la désactivation de l'étape.

24 K := 1EXEMPLE : La variable booléenne Kest affectée à la valeur 1 lorsque l'undes événements, conduisant à ladésactivation de l'étape 24, se produit.

[29]

Action au franchissement :

Une action au franchissement est une action mémorisée associée à l’ensembledes événements internes qui ont chacun pour conséquence le franchissement dela transition à laquelle l’action est reliée.

NOTE - La représentation traditionnelle de l'action par un rectangle est complétéepar un trait oblique reliant l'action à la transition.

24

(3) (4)

2313

ba c

J :=1

(5)

12 EXEMPLE 1 : La variable booléenneJ est affectée à la valeur 1 lorsquel'un des événements conduisant aufranchissement de la transition 4, seproduit.

Note - On ne peut obtenir aucun effetéquivalent en associant une action àl’activation de l’étape 13 ou uneaction à la désactivation de l’étape24.

64

(42)(41)

52

65

nm

k :=1

53 5451

EXEMPLE 2 : La variable booléenneK est affectée à la valeur 1 lorsquel'un des événements conduisant aufranchissement de la transition 41, seproduit.

Note - On peut obtenir un effetéquivalent en associant une actionidentique à l’activation des étapes 51,52, 53 ou 54.


Tableau 6 - Actions mémorisées (suite)


[30] *

Action sur événement : Une action sur événement est une action mémorisée

associée à chacun des événements internes décrits par l'expression * , à conditionque l'étape, à laquelle l'action est reliée, soit active.

NOTE 1 - La représentation traditionnelle de l'action par un rectangle estcomplétée, sur le côté haut, d'un symbole indiquant que l’action est conditionnée àl'occurrence d’un des événements internes spécifiés par l’expression * .

NOTE 2 - Il est recommandé que l’’expression logique * , qui doit décrire unensemble d’événements internes, comporte soit un ou plusieurs fronts de variablesd'entrée soit un des symboles N° 31 à 33 .

56

Dac(12)

Q := 1

EXEMPLE 1 : la variable booléenne Q estaffectée à la valeur 1 lorsque l'un desévénements, représentés par ladésactivation de l'étape 12 (symbole 32), seproduit et que simultanément l'étape 56 estactive.

36

b. Clr(28)

Z := 0

EXEMPLE 2 : la variable booléenne Z estaffectée à la valeur 0 lorsque l'un desévénements, représentés par lefranchissement de la transition 28 (symbole33), se produit et que simultanément l'étape36 est active et la valeur de l’entrée b est 1.

13

↑a

H := 0

EXEMPLE 3 : La variable booléenne H estaffectée à la valeur 0 lorsque l'un desévénements, représentés par « ↑a » seproduit et que simultanément l'étape 13 estactive.

NOTE - L’ensemble d’événements d’entréereprésentés par l’expression « ↑a » combinéavec l’activité de l’étape 13, représenteeffectivement un ensemble d’événementsinternes (voir définition 3.11).

Tableau 7 - Description littérale d’événements internes

La description littérale d’événements internes est nécessaire pour prendre en compte aisémentdans une réceptivité l’ensemble des événements internes relatifs soit à l’activation ou ladésactivation d’une étape, soit au franchissement d’une transition. Les symboles 31 à 33 sontégalement utiles pour décrire les événements associés au symbole 30.


[31] Act (* )Activation d’une étape : Cette notation littérale est une variable booléenne qui représentel’ensemble des événements internes qui ont chacun pour conséquence l’activation de l’étape.

NOTE - L’astérisque doit être remplacé par le repère de l’étape.

[32] Dac (* )Désactivation d’une étape : Cette notation littérale est une variable booléenne quireprésente l’ensemble des événements internes qui ont chacun pour conséquence ladésactivation de l’étape.

NOTE - L’astérisque doit être remplacé par le repère de l’étape.

[33] Clr (* )Franchissement d’une transition : Cette notation littérale est une variable booléenne quireprésente l’ensemble des événements internes qui ont chacun pour conséquence lefranchissement de la transition.

NOTE - L’astérisque doit être remplacé par le repère de la transition.


Tableau 8 - Commentaires associés aux éléments d'un grafcet


[34] “* “

Commentaire :

Un commentaire relatif aux éléments graphiques d'un grafcet doit être placé entreguillemets.

NOTE - L'astérisque doit être remplacé par le commentaire.

45 “étape d’attente” EXEMPLE 1 : commentaire « étaped’attente » relatif à l’étape 45.

“estampagepiece”

28 E.P.EXEMPLE 2 : commentaire « estampagepièce » relatif à l’action associée à l’étape28.

44

g“synchronisation”

43 33EXEMPLE 3 : commentaire « synchronisa-tion» relatif à une transition.


6 Représentation graphique des structures de séquences

Le spécificateur peut, sous réserve de l'application stricte de la règle de syntaxe imposantl'alternance étape/transition, réaliser des grafcets utilisant différentes structurescaractéristiques.

6.1 Structures de base

6.1.1 Séquence

On appelle séquence une succession d'étapes telles que :• chaque étape, exceptée la dernière, ne possède qu'une

seule transition aval,• chaque étape, exceptée la première, ne possède qu'une

seule transition amont validée par une seule étape de laséquence.

NOTE 1 - La séquence est dite "active" si au moins une de ses étapes estactive, elle est dite "inactive" lorsqu'aucune de ses étapes n'est active.

NOTE 2 - Le nombre d'étapes formant une séquence est aussi grand que l'onveut.

6.1.2 Cycle d'une seule séquence

Cas particulier de séquence rebouclée sur elle même telle que:• chaque étape ne possède qu'une seule transition aval,• chaque étape ne possède qu'une seule transition amont

validée par une seule étape de la séquence.

NOTE 1 - Un cycle d'une seule séquence peut constituer un grafcet partiel(voir 7.1.2) .

NOTE 2 - Pour permettre l'activation de ses étapes un cycle d'une seuleséquence doit satisfaire au moins l'une des conditions suivantes :

- posséder au moins une étape initiale,

- faire l'objet d'un ordre de forçage depuis un grafcet partiel deniveau supérieur (voir 7.2),

- appartenir à une des encapsulations d’une étape encapsulante(voir 7.3).

6.1.3 Sélection de séquences

La sélection de séquences exprime un choix d'évolution entreplusieurs séquences à partir d'une ou de plusieurs étapes. Cettestructure se représente par autant de transitions validéessimultanément qu'il peut y avoir d'évolutions possibles.

NOTE - L'exclusion entre les séquences n'est pas structurelle, pour l'obtenir lespécificateur doit s'assurer soit de l'incompatibilité mécanique ou temporelle desréceptivités, soit de leur exclusion logique.

a. b a .b

5

6 7

EXEMPLE 1 : L'exclusion entre lesséquences est obtenue par l'exclusionlogique des deux réceptivités, si a et b sontsimultanément vraies lorsque l'étape 5 estactive, aucune des transitions n'estfranchissable.


a a .b

5

6 7

EXEMPLE 2 : Séquence prioritaire.

Dans cet exemple, une priorité est donnéeà la transition 5/6, qui est franchie lorsquea est vraie et lorsque a et b sont vraiessimultanément .

g h

8

10 11

9 EXEMPLE 3 : Sélection de séquences àpartir d’une synchronisation de deuxséquences amonts.

La sélection des séquences aval, par g eth, n'est possible que lorque les deuxtransitions sont validées par l'activitésimultanée des étapes 8 et 9 (symboleN°18 ).

6.1.4 Saut d'étapes

Cas particulier de sélection de séquences, qui permet soit deparcourir la séquence complète soit de sauter une ou plusieursétapes de la séquence lorsque, par exemple, les actionsassociées à ces étapes deviennent inutiles..

6.1.5 Reprise de séquence

Cas particulier de sélection de séquences, qui permet derecommencer la même séquence jusqu'à ce que, par exemple,une condition fixée soit obtenue.

NOTE - Il est possible, pour des raisons de représentation graphique, deplacer des transitions sur des segments de liaison horizontaux (Voir note 3symbol N°16).


6.1.6 Activation de séquences parallèles

Le symbole N° 18 de synchronisation est utilisé dans cettestructure pour indiquer l'activation simultanée de plusieursséquences à partir d'une ou plusieurs étapes.

NOTE - Après leur activation simultanée, l'évolution des étapes actives danschacune des séquences parallèles devient alors indépendante.

6.1.7 Synchronisation de séquences

Le symbole N° 18 de synchronisation est utilisé dans cettestructure pour indiquer l'attente de la fin des séquences amontavant d'activer la séquence aval.

NOTE - La transition n'est validée que lorsque toutes les étapes amont sontactives.

6.1.8 Synchronisation et activation de séquences parallèles

Le symbole N° 18 de synchronisation est utilisé deux fois danscette stucture pour indiquer l'attente de la fin des séquencesamont avant l'activation simultanée des séquences aval.

1

4

3 5 19

6

7 14

15

1611

8

9

13

18

20

21

10

17

EXEMPLE : Grafcet dans lequel on peut distinguer lesstructures de base suivantes :

- des séquences (certaines sont repérées par desaccolades),

- une sélection de séquence (de l'étape 1 vers les étapes3,5,19),

- une activation de séquences parallèles (en aval del'étape 6),

- deux synchronisations de séquences (des étapes 9 et 11vers l'étape 13, et des étapes 13 et 17 vers l'étape 18).

Note 1 - Cet exemple ne représente que la structure du grafcet,son interprétation n'est pas décrite.

Note 2 - Ce grafcet n'est pas un exemple type car un grafcetn'est pas nécessairement rebouclé.


6.2 Structures particulières

6.2.1 Début de séquence par une étape source

Une étape source est une étape qui ne possède aucune transition amont.

NOTE 1 - Pour permettre l'activation de l'étape source il faut satisfaire au moins l'unedes conditions suivantes :

• que l'étape source soit initiale,

• que l'étape source fasse l'objet d'un ordre de forçage depuis un grafcet partiel deniveau supérieur (voir 7.2),

• que l'étape source soit l'une des étapes activées d'une encapsulation (voir 7.3).

2

3

4

1 EXEMPLE 1 : Etape source initiale :

L'étape source initiale 1 n'est activequ'à l'initialisation, les étapes 2,3 et 4forment un cycle d'une seuleséquence.

Note - Seule la structure du grafcet estreprésentée, son interprétation n'est pasdécrite.

6.2.2 Fin de séquence par une étape puits

:Une étape puits est une étape qui ne possède aucune transition aval.

NOTE 1 - La désactivation de l'étape puits n'est possible que par l'un des deux moyenssuivants :

• un ordre de forçage depuis un grafcet partiel de niveau supérieur (voir 7.2),

• la désactivation de l'étape encapsulante si l'étape puits y est encapsulée (voir 7.3).

NOTE 2 -Il est possible qu'une étape soit à la fois source et puits, elle forme alors uneséquence d'une seule étape utilisable pour exprimer un comportement combinatoire.

44

45

46

43 B +

B -b0

b1. b0 .5s/X45

h

b1

Alarme :Vérin B

EXEMPLE : Etape puits :

L'étape puits 46 n'est activée que si la

condition logique « b1 . b0 » est

vérifiée 5 secondes après l'activationde l'étape 45 (voir symbole 24). Lasortie « Alarme : vérin B » est alorsassignée à la valeur vraie.


6.2.3 Début de séquence par une transition source

*

Une transition source est une transition qui ne possède aucune étape amont.Par convention, la transition source est toujours validée et est franchie dès quesa réceptivité * est vraie.NOTE - L'activation de l'étape aval d'une transition source est effective aussi longtemps que saréceptivité associée reste vraie, indépendamment de l'état des réceptivités des transitionsvalidées par cette étape (voir règle d'évolution N° 5). Pour éviter une activation continue del'étape aval de la transition source, il est souhaitable que la réceptivité associée ne soit vraieque lorsqu'un événement d'entrée ou un événement interne se produit. Pour cela l'expressionlogique formant la réceptivité doit toujours comporter un front de variables d'entrée oul’expression littérale d’un événement interne (symboles 31 à 33).

↑a

↑a

(2)(1)

2

1 0

2

1

EXEMPLE : Transition source et structureéquivalente :

Les représentations (1) et (2) décrivent uncomportement équivalent : l'étape 1 estactivée chaque fois que la variablebooléenne a passe de la valeur 0 à lavaleur 1. La représentation (1) utilise latransition source, la représentation (2)utilise le symbole de synchronisation et unrebouclage pour maintenir l'étape initiale 0active.

Note - Le point dans l'étape 0 indique que cetteétape reste active.

6.2.4 Fin de séquence par une transition puits

*

Une transition puits est une transition qui ne possède aucune étape aval.

NOTE - Lorsque la transition puits est validée et que sa réceptivité associée * est vraie, le

franchissement de cette transition a pour unique conséquence de désactiver les étapes amont.

↑av.pp

Pièce surPoste 1

↑av

2

1

↑av

3

↑av

↑av

4

Pièce surPoste 2

Pièce surPoste 3

Pièce surPoste 4

EXEMPLE : structure de registre àdécalage :

La structure d'un registre à décalage estune utilisation pertinente d'une transitionsource et d'une transition puits. Dansl'exemple, chaque étape active représentela présence d'une pièce sur le postecorrespondant. La présence d'une pièce(pp) à l'entrée et l'avance du transfertentre postes (↑av) active l'étape 1 par lefranchissement de la transition source. Achaque occurrence de l'avance dutransfert (↑av) les transitions validéessont simultanément franchies, y comprisla transition puits en aval de l'étape 4.

Note - La représentation correspond au casfréquent où toutes les étapes sont activessimultanément.


7 Structuration

La complexité des systèmes automatisés rend nécessaire de disposer de moyens pourstructurer la spécification. Cette structuration, assistée ou non par des méthodologiesadaptées, peut se limiter à un simple découpage de la spécification ou intégrer des notions dehiérarchie par forçage ou par encapsulation.

7.1 Partition d’un grafcet

7.1.1 Grafcet connexe

Un grafcet connexe est une structure de grafcet telle qu'il existe toujours une suite de liens(alternance d'étapes et de transitions) entre deux éléments quelconques, étape ou transition,de ce grafcet.

2

(2)(1)

3

1

86

88

85

87

EXEMPLE :

Tous les éléments du cadre (1) constituent ungrafcet connexe, puisque ses étapes et sestransitions sont réunies par une liaison orientée.Les éléments du cadre (2) constituent égalementun grafcet connexe.

7.1.2 Grafcet partiel

Constitué d'un ou plusieurs grafcets connexes, un grafcet partiel résulte d'une partition, selondes critères méthodologiques, du grafcet global décrivant le comportement de la partieséquentielle d'un système.

2

G2

3

1

2

3

1

2

3

G1

Grafcet global

86

88

85

87

EXEMPLE : partition d'ungrafcet global :

Le grafcet global estconstitué des grafcetspartiels G1 et G2. Legrafcet partiel G1 estconstitué de deux grafcetsconnexes.


Tableau 9 - Grafcet partiel


[35] G*Désignation d’un grafcet partiel :

La lettre G désigne par convention un grafcet pariel.

NOTE - L'astérisque doit être remplacé par le nom du grafcet partiel

[36] XG*Variable de grafcet partiel :

Un grafcet partiel est dit actif lorsque l'une au moins de ses étapes est active, il estconséquemment dit inactif lorsqu' aucune de ses étapes n'est active.

L'état actif ou inactif d'un grafcet partiel peut être représenté respectivement par les valeurslogiques "1" ou "0" d'une variable XG* dans laquelle l'astérisque * doit être remplacé par le

nom du grafcet partiel considéré.

EXEMPLE : XG1 désigne la variable du grafcet partiel 1.

[37] G#{...,...}Situation d'un grafcet partiel :

La situation d'un grafcet partiel est représentée par l'ensemble de ses étapes actives àl’instant considéré. La situation d'un grafcet partiel # se note G#{…,…} avec entre accolades laliste des étapes actives caractérisant la situation du grafcet partiel à l'instant considéré.

EXEMPLE : G12{8,9,11} désigne la situation du grafcet partiel 12 à l'instant considéré, situationdans laquelle seules les étapes 8,9 et 11 sont actives.

[38] G#{* }Situation courante d'un grafcet partiel :

L'astérisque représente, par défaut, la situation dans laquelle se trouve le grafcet partiel # àl'instant considéré.

[39] G#{ }Situation vide d'un grafcet partiel :

Désigne la situation du grafcet partiel # lorsqu'aucune de ses étapes n'est active.

[40] G#{INIT}Situation initiale d'un grafcet partiel :

Désigne la situation du grafcet partiel # à l'instant initial.


7.2 Structuration par forçage de situation d'un grafcet partiel

Ce moyen de structuration de la spécification de la partie séquentielle d’un système utilise lesordres de forçage. Ces ordres permettent d’imposer une situation spécifique à un grafcetpartiel donné, à partir de la situation d’un autre grafcet partiel (voir exemple annexe B).

Tableau 10 - Forçage d'un grafcet partiel


[41]*

Ordre de forçage d'un grafcet partiel :

Symbole dans lequel l'astérisque doit être remplacé par une situation d'un grafcetpartiel (symboles 37 à 40). Associé à l'activité d'une étape d'un grafcet partielhiérarchiquement supérieur, l'ordre de forçage est un ordre interne qui permetd'imposer une situation à un grafcet partiel hiérarchiquement inférieur.

NOTE 1 - L'ordre de forçage est représenté dans un double rectangle associé àl'étape pour le différencier d'une action.

NOTE 2 - Le forçage est un ordre interne dont l'exécution est prioritaire surl'application des règles d'évolution.

NOTE 3 - Le grafcet forcé ne peut pas évoluer tant que dure l'ordre de forçage, on ditalors que le grafcet est figé.

NOTE 4 - L'utilisation des ordres de forçage dans une spécification implique unestructuration hiérarchique en grafcets partiels telle que, tout grafcet partiel forçantsoit de niveau hiérarchique supérieur à celui de tous les grafcets partiels forcés.

17 G12{8,9,11}EXEMPLE 1 : Forçage d’un grafcet partiel à unesituation déterminée

Lorsque l'étape 17 est active, le grafcet partiel 12est forcé dans la situation caractérisée par l'activitédes étapes 8,9,11.

G3{* }48EXEMPLE 2 : Forçage d’un grafcet partiel à lasituation courante

Lorsque l'étape 48 est active, le grafcet partiel 3est forcé dans la situation où il se trouve à l’instantdu forçage.

NOTE - On appelle également cet ordre« figeage ».

G4{ }23EXEMPLE 3 : Forçage d’un grafcet partiel à lasituation vide

Lorsque l'étape 23 est active, le grafcet partiel 4est forcé dans la situation vide.

NOTE - Dans ce cas aucune des étapes de G4n’est active

G8{INIT}63EXEMPLE 4 : Forçage d’un grafcet partiel à lasituation initiale.

Lorsque l'étape 63 est active, le grafcet partiel 8est forcé dans la situation dans laquelle seule sesétapes initiales sont actives.


7.3 Structuration par encapsulation

Il y a encapsulation d'un ensemble d'étapes, dites encapsulées, par une étape, diteencapsulante, si et seulement si lorsque cette étape encapsulante est active, l'une, au moins,des étapes encapsulées est active. Le spécificateur peut utiliser l'encapsulation pour structurerde manière hiérarchique un grafcet (voir exemple annexe B).

Tableau 11 - Etapes encapsulantes


[4] *

Étape encapsulante (rappel du symbole N°4 ) :

Cette notation indique que cette étape contient d'autres étapes ditesencapsulées dans une ou plusieurs encapsulations de cette même étapeencapsulante.

NOTE 1 - L'étape encapsulante possède toutes les propriétés de l'étape,l'astérisque doit être remplacé par le repère d'étape.

NOTE 2 - Une étape encapsulante peut donner lieu à une ou plusieursencapsulations possédant chacune au moins une étape active lorsque l'étapeencapsulante est active, et ne possédant aucune étape active lorsque l'étapeencapsulante est inactive .

[42]*

#

Représentation graphique d'une encapsulation :

Une encapsulation # d'une étape encapsulante * peut être représentée par le

grafcet partiel des étapes encapsulées, ceint d'un cadre sur lequel est placé enhaut à gauche le nom * de l'étape encapsulante et en bas à gauche le repère #

de l'encapsulation représentée.

NOTE - Dans une encapsulation l'ensemble des étapes encapsulées doitconstituer un grafcet partiel dont le nom peut servir de repère à l'encapsulationcorrespondante.

[43] X* /G#Désignation globale d'une encapsulation :

Une encapsulation # d'une étape encapsulante * peut être décrite globalement

par une expression littérale dans laquelle l'étape encapsulante * est désignée

par la variable d'étape X* , l'encapsulation par le symbole /, et les étapes

encapsulées par le nom du grafcet partiel G# auquel elles appartiennent.

NOTE - Cette représentation suppose que le grafcet partiel désigné ait étépréalablement défini.

[44] X* /X#Désignation élémentaire d'une encapsulation :

On peut indiquer par une expression littérale qu'une étape # est encapsuléedans une étape encapsulante * en utilisant les variables d'étape et sans

nommer l'encapsulation.

NOTE - Cette notation convient pour désigner une suite hiérarchique d'étapesencapsulées les unes dans les autres, elle permet également une identificationrelative des étapes par niveau d'encapsulation.

EXEMPLE : X4/X25/X12 désigne l’encapsulation de l'étape 12 dans l'étape 25,elle même encapsulée dans l'étape 4.


Tableau 11 - Etapes encapsulantes (suite)


[5]*

Étape encapsulante initiale (rappel du symbole N°5) :

Cette représentation indique que cette étape participe à la situation initiale.Dans ce cas, l'une, au moins, des étapes encapsulées dans chacune de sesencapsulations doit être également une étape initiale.

[45]

*

Lien d'activation , symbole général.Représenté par un astérisque à gauche des symboles d'étapesencapsulées, le lien d'activation indique quelles sont les étapesencapsulées actives à l'activation de l'étape encapsulante .

NOTE 2 : Il ne faut pas confondre le lien d'activation avec l'indication desétapes initiales qui peuvent être encapsulées. Il est toutefois possible qu'uneétape initiale encapsulée possède également un lien d'activation.

NOTE 3 : la désactivation d'une étape encapsulante a pour conséquence ladésactivation de toutes ses étapes encapsulées. Cette désactivation estsouvent le fait du franchissement d'une transition aval de l'étape encapsulantemais peut également résulter de tout autre moyen de désactivation (forçage ouencapsulation de niveau supérieur).

*

9

G4

43

44

42

9

*

9

G3

66 67

65

EXEMPLE :

L’étape encapsulante 9 estnécessairement une étape initialecar elle encapsule l’étape initiale42

L’encapsulation G4 de l’étapeencapsulante 9 contient lesétapes 42, 43 et 44.

L’étape initiale 42 participe à lasituation initiale elle est doncactive à l’instant initial. Par contreà chaque activation de l’étape 9,consécutive à l’évolution dugrafcet, l’étape 44 est activée.

L’encapsulation G3 de l’étapeencapsulante 9 contient lesétapes 65, 66 et 67.

L’étape initiale 65 participe à lasituation initiale elle est doncactive à l’instant initial. Elle estaussi activée à chaque activationde l’étape 9 consécutive àl’évolution du grafcet.


23

21

2

3

1

G3

23 2

3

1

G2

23

*

*

G1

23

2

3

1

86

85

87121111

120110

100**

G24

88

*

8822

EXEMPLE - Structuration par encapsulation :

L'étape encapsulante 23 possède 3 encapsulations représentées par les grafcets partiels 1,2 et 3. Legrafcet partiel 24 est encapsulé dans l'étape 88 du grafcet partiel 1. Lorsque l'étape encapsulante 23est activée, les étapes 1 et 85 de G1 sont également activées (de même pour les autres encapsulationsde 23 : G2 et G3).

Lorsque l'étape encapsulante 88 est activée, l'étape 100 de G24 est également activée.

La désactivation de l'étape 88 provoque celle de toutes les étapes de G24.

La désactivation de l'étape 23 provoque celle de toutes les étapes de G1,G2,G3, et de toutes celles deG24 (si l'étape 88 était active).


7.4 Structuration par macro-étapes

Pour améliorer leur compréhension, les spécifications, sous forme de grafcets, peuvent êtrereprésentées à plusieurs niveaux par "macro-représentation" exprimant la fonction à remplirsans se soucier de tous les détails superflus à ce niveau de description. L'utilisation de macro-étapes permet une description progressive du général au particulier.

Tableau 12 - Macro-étapes


[5]M*

Macro-étape (rappel du symbole général N°6) :

Représentation unique d'une partie détaillée de grafcet, appelée expansion de la macro-étape.

NOTE - L'astérisque doit être remplacé par le repère de la macro-étape.

[46] E*

S*

Expansion de la macro-étape :

L'expansion d'une macro-étape M* est une partie de grafcet munie d'une étape d'entrée

E* et d'une étape de sortie S* .

L'étape d'entrée E* devient active lorsque l'une des transitions amont de la macro-étape

est franchie. La ou les transitions aval de la macro-étape ne sont validées que lorsquel'étape de sortie S* est active.

NOTE 1- La macro-étape ne possède pas toutes les propriétés des autres types d’étapes(symboles 1 à 5) car seule son étape de sortie valide ses transitions aval.

NOTE 2 - L'expansion d'une macro-étape peut comporter une ou plusieurs étapesinitiales.

NOTE 3 - L'expansion d'une macro-étape peut comporter une ou plusieurs macro-étapes.

b

3.1

E3

S3

c

3.2

d

3.3

g

f

e

3.4M3

(12)

(11) a

h

EXEMPLE :

Macro-étape M3 représentée avec sonexpansion :

Le franchissement de la transition 11 activel'étape d'entrée E3 de la macro-étape M3.

Lorsque l'étape de sortie S3 sera active latransition 12 sera validée.

Le franchissement de la transition 12désactive l'étape S3.

[47] XM*Variable de macro-étape :

Une macro-étape est dit active lorsque l'une au moins de ses étapes est active, elle estconséquemment dite inactive lorsqu'aucune de ses étapes n'est active. L'état actif ouinactif d'un macro-étape peut être représenté respectivement par les valeurs logiques "1"ou "0" d'une variable XM* dans laquelle l'astérisque * doit être remplacé par le nom de la

macro-étape considérée.


Annexe A(informative)

Exemple de commande d’une presseUne presse de compression de poudre fonctionne suivant le grafcet de la figure A1. Lorsque lapresse est en attente à l’étape 1, le poinçon et la matrice sont en position haute et le voyant« prêt » allumé signale à l’opérateur de mettre en place une nouvelle charge. Les actions sedéroulent successivement comme indiqué par le grafcet.

Tableau A1 - Entrées et sorties

Entrées Sorties

DCy Départ Cycle SP Signal Prêt

ph poinçon en haut DP Descente Poinçon

pb poinçon en bas MP Montée Poinçon

mh matrice en haut DM Descente Matrice

mb matrice en bas EP Evacuation Pièce

MM Montée Matrice

"Descente Matrice"

"Montée Poinçon"

"Descente Poinçon"

"poinçon en bas"

"matrice en bas"

"Signal Prêt si poinçon et matrice en haut"

"Départ Cycle et poinçon et matrice en haut"

DCy . ph . mh

DP

ph . mh

pb

MP

ph "poinçon en haut"

DM

mb

4

3

2

1 SP

"Evacuation Piece"

"temporisation"

EP

5s/X5

5

"Montée Matrice"

"matrice en haut"

MM

mh

6

Mise en place d’une chargede poudre par l’opérateur

Figure A1 - représentation du fonctionnement de la presse par un grafcet


Annexe B(informative)

Exemple : Doseur malaxeur automatique

B.1 Présentation de l’exemple

Un malaxeur N reçoit des produits A et B préalablement dosés par une bascule C et desbriquettes solubles amenées une par une par un tapis. L'automatisme décrit ci-dessous permetde réaliser un mélange comportant ces trois produits.

B.2 Déroulement du cycle

L'action sur le bouton "Départ Cycle " provoque simultanément le pesage des produits etl'amenage des briquettes de la façon suivante :

• dosage du produit A jusqu'au repère "a" de la bascule, puis dosage du produit B jusqu'aurepère "b" suivi de la vidange de la bascule C dans le malaxeur;

• amenage de deux briquettes.

Le cycle se termine par la rotation du malaxeur et son pivotement final au bout d'un temps t1,la rotation du malaxeur étant maintenue pendant la vidange.

z

ab

VBVA

C

VC

A B

MR

MP

MT

DP Détecteur de passage

Tapis d'amenage

BriquetteMoteurTapis

Bascule

NS0

S1

Malaxeurpivotantfin de course

haut

fin de course bas

Moteur de Pivotementà 2 sens de rotation

Moteur de Rotation

Vanne C

Vanne BVanne A

DCy

Figure B1 - Représentation schématique du doseur malaxeur


B3 Description comportementale de la partie commande du doseur malaxeur

La partie commande du doseur malaxeur est un système dont le même comportement logiqueest décrit de manière différente par l'un des grafcets des figures B2 à B4.

Tableau B1 - Entrées et sorties

Entrées Sorties

DCy Départ Cycle MT Moteur Tapis

DP Détection de passage MR Moteur Rotation du malaxeur

a poids liquide A atteint MP+ Moteur de Pivotement (sens vidange)

b poids liquide A + B atteint MP- Moteur de Pivotement (sens remontée)

z bascule vide VA Ouverture Vanne A

S0 malaxeur en haut VB Ouverture Vanne B

S1 malaxeur en bas VC Ouverture Vanne C

"Passage de la

première briquette"

1

"dosage

produit A"2

"produit A pesé"

3

4

"bascule à zéro"

5

6

"présence d'une briquette"

7

"absence d'une briquette"

8

10

"attente d'une

briquette"

"Première briquette

passée"

13 "rotation

malaxeur"

1

11

"temps (t1) de

malaxage écoulé"

12

"malaxeur en bas"

14

"vidange

malaxeur"

"remontée

malaxeur"

"malaxeur en haut"

"départ cycle. bascule vide. malaxeur en haut"DCy . z . S0

VA

a

VB

b "produit B pesé"

"Vidange

bascule"

"dosage

produit B"

VC

z

MT

MT

MT

DP

DP

t1/X11

"présence d'une briquette"

MP+

MP-

MR

"attente fin d'amenage

des 2 briquettes"

"attente fin de dosage

et vidange"

"attente malaxage"

S1

S0

DP

Figure B2 - grafcet du doseur malaxeur, ne comportant que des actions continues.


1

1

DCy . z . S0

VA

a

VB

b

VC

z

MT := 1

DP

DP

t1/X11

MP+

MP-

S1

S0

MT := 0

DP

MR := 1

MR := 0

13

12

11

10

8

7

6

4

5

3

2

1

Figure B3 - grafcet du doseurmalaxeur comportant desactions continues et desactions mémorisées.

S0

1

DCy . z . S0

M20 M30

M40

Macro-étape M30"Amenage briquettes"

Macro-étape M40"Malaxa ge evacuation" E20

21

22

S20

VA

a

VB

b

VC

z

Macro-étape M20"Dosage produits"

"Amenagebri quettes"

"Dosageproduits"

"Malaxa geevacuation"

E30

31

32

S30

DP

DP

MT

DP

MT

MT

E40

41

S40

t1/X11

MP+

MP-

S1

MR

MR

1

Figure B4 - grafcet du doseurmalaxeur décomposé en :

• une description globaleutilisant des macro-étapes,

• une description détailléepar les expansions de cesmacro-étapes.


B4 Doseur malaxeur : structuration selon les modes de marche

La prise en compte des modes de marche du doseur malaxeur automatique peut conduire àstructurer hiérachiquement la spécification en utilisant des ordres de forçage (figure B5) ou desétapes encapsulantes (figure B6). Les entrées et sorties complémentaires suivantes sontnécessaires pour prendre en compte les ordres de marche de l'opérateur.

Tableau B2 - Entrées et sorties complémentaires

Entrées Sorties

BPAU Bouton Poussoir d’Arrêt d’Urgence VCM Validation des Commandes Manuelles

SAuto Sélecteur sur mode Auto

SManu Sélecteur sur mode Manu

1

2

3

4

5

6

7

8

10

1

11

12

13

DCy

VA

a

VB

b

VC

z

DP

DP

t1/X11

MP+

MP-

S1

S0

DP

MR

MR

MT

MT

MT

BPAU . SManu

D1

A6

F1

z . S0 . SAuto

SManu

VCM "Marche manuelle

et mise en référence"

"Marche automatique"

"Arrêt de sécurité"

BPAU

BPAU

G10{}

G10{1}

G1 : Grafcet partiel des modes de(niveau hiérarchique

G1 : Grafcet partiel des modes de marche(niveau hiérarchique supérieur)

G10 : Grafcet partiel du cycle automatique(niveau hiérarchique inférieur)

Figure B5 - Structuration selon les modes de marche utilisant des ordres de forçage :

• La hiérarchie de forçage comporte 2 niveaux.• L'ordre de forçage associé à l'étape D1 du grafcet partiel 1 force le grafcet partiel 10 à la situation

vide (aucune des étapes de G10 n'est active).• L'ordre de forçage associé à l'étape A6 de G1 force G10 à la situation dans laquelle seule l'étape 1

est active (mais aucune transition n'est franchissable).• L'activation de l'étape F1 permet à G10 d'évoluer normalement (car il n'est plus soumis à un ordre

de forçage).


41

42

43

t1/X11

MP-

S1

MR

BPAU . SManu

D1

A6

F1

SManu

VCM "Marche manuelle

et mise en référence"

"Marche automatique"

"Arrêt de sécurité"

BPAU

*

F1

0

1

DCy

X44

"Arrêt fin de cycle"

"En cycle"

20

21

22

23

VA

a

VB

b

VC

z

1

Dosage

30

31

32

33

DP

DP

MT

DP

MT

MT

1

Amenage

*

1

Malaxage

*

44

40

X23 . X33

S0

GM

BPAU

*

MP+ MR

z . S0 . SAuto

Figure B6 - Structuration selon les modes de marche utilisant des étapes enapsulantes :

• La hiérarchie d'encapsulation comporte 3 niveaux.• Lorsque l'étape D1 est active, aucune autre étape n'est active.• Lorsque l'étape A6 est active, aucune autre étape n'est active et les commandes manuelles (VCM)

sont validées.• Lorsque l'étape encapsulante F1 est activée, l'étape 0 de son encapsulation GM est également

activée.• Lorsque l'étape encapsulante 1 est activée, l'étape 20 de son encapsulation « Dosage », l'étape 30

de son encapsulation « Amenage »et l'étape 40 de son encapsulation « malaxage », sont égalementactivées.


Bibliographie

• ISO 5807 : 1985, Traitement del'information, Symboles dedocumentation et conventionsapplicables aux données, auxorganigrammes de programmation etd'analyse, aux schémas des réseaux deprogrammes et des ressources desystème.

• CEI 61131-3 : 1993, Automatesprogrammables - Partie 3 : Langages deprogrammation.

Bibliography

• ISO 5807 : 1985, Information processing,Documentation Symbols and conventionsfor data, program and system flowcharts,program network charts and systemresources charts.

• IEC 61131-3 : 1993, Programmablecontrollers, - Partie 3 Programminglanguages .

iec 60848 ed. 2 specification language grafcet for ...courtd2.free.fr/pdf/cei 60848.pdf ·...

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